Суперлинзы увеличивают дальность беспроводной энергопередачи

О технологии передачи энергии без проводов Никола Тесла говорил более ста лет назад, но попытки практической реализации этой идеи до сих пор приводили лишь к громоздким устройствам, работающим на очень маленьком расстоянии.

В Инженерной школе Пратта при Университете Дюка исследователи продемонстрировали возможность беспроводной подачи питания посредством низкочастотных магнитных полей на расстояния, значительно превышающие размеры приемника и передатчика. Результаты, полученные в сотрудничестве с Toyota Research Institute of North America, представлены онлайн в выпуске Nature Scientific Reports от 10 января.

В описываемых там экспериментах, магнитное поле, генерируемое медной катушкой передающего устройства фокусировалось в «суперлинзе» из метаматериалов и пересылалось в аналогичным образом устроенный приемник: концентрируясь в суперлинзе и индуцируя электрический ток в соленоиде.

Добавление суперлинз стало основным новшеством, позволившим значительно повысить эффективность энергопередачи. В обычных условиях, на расстоянии, равном трем диаметрам катушки электромагнита, мощность поля падает примерно до 0,1%, однако суперлинзы фокусируют магнитное поле и обеспечивают заметный электрический ток в такой же катушке на дистанции примерно в три раза большей (в данном случае, около 30 см), как утверждает один из участников работы, адъюнкт-профессор Университета Дюка Ярослав Уржумов.

Созданные учеными суперлинзы имеют вид массива полых кубиков с медными спиралями на внутренних и внешних стенках. Форма спиралей и их периодичность образуют метаматериал, формирующий из магнитного поля узкий конус с повышенной интенсивностью.

Уржумов подчеркивает, что магнитные поля выгодно отличаются от электрических тем, что они не так сильно поглощаются многими, в том числе биологическими материалами, т.е. гораздо безопаснее для здоровья. Дальнейшее совершенствование конструкции суперлинз, по его мнению, позволит динамически управлять сфокусированным энергетическим лучом. Это, в частности, сделает возможными реалистичные сценарии применения технологии, например, для зарядки мобильных устройств, свободно перемещаемых в пределах помещения.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365